Ultralow H 2 O 2 ‐Triggered Electron Transfer over Single‐Atom Iron Catalysts for Long‐Term Recyclable Fenton‐Like Reactions

催化作用 过氧化氢 化学 电子转移 密度泛函理论 污染物 化学工程 多相催化 氧化物 无机化学 氧气 羟基自由基 光化学 核化学 高级氧化法 辐照 电子供体 氧化还原 协同催化 臭氧 降级(电信) 制氢
作者
Yanxi Chen,Xiuying Li,Zicong Jiang,Jingyi Yang,Zhu Wang,Mingshan Zhu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:138 (9)
标识
DOI:10.1002/ange.202523077
摘要

Abstract Excessive consumption of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in Fenton and Fenton‐like processes highlights the urgent need for catalytic systems that enable efficient pollutant removal with low H 2 O 2 usage. In this study, we design a single‐atom iron/graphene oxide (Fe 1 ‐GO) catalyst with an Fe─O─C configuration that facilitates pollutant removal under visible‐light (VL) irradiation with minimal H 2 O 2 input, while ensuring long‐term catalytic stability. Using only 2 mM H 2 O 2 , the system sustained over 95% removal of carbamazepine (CBZ) across four cycles, exhibiting a high H 2 O 2 utilization efficiency of nearly 100% for CBZ mineralization. In situ experimental analyses and density functional theory (DFT) calculations reveal that H 2 O 2 triggers the formation of Fe(IV)═O on Fe 1 ‐GO, promoting electron transfer from CBZ to Fe(IV)═O. This process drives H 2 O 2 generation via oxygen reduction on Fe atoms, thereby continuously replenishing H 2 O 2 in the system. A large‐scale continuous‐flow reactor incorporating a Fe 1 ‐GO/polyacrylonitrile membrane efficiently removed CBZ over 420 min using only 2 mM H 2 O 2 . Compared to conventional Fenton processes, this system significantly reduces H 2 O 2 and catalyst usage, resulting in a 10‐fold decrease in operating costs. This study provides a sustainable strategy for pollutant removal through low‐H 2 O 2 ‐input, long‐term recyclable Fenton‐like reactions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
科研爱好者完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
6秒前
6秒前
淇淇发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
采薇发布了新的文献求助10
7秒前
iNk应助萼绿华采纳,获得10
8秒前
FashionBoy应助xxxx采纳,获得10
9秒前
满意的文涛完成签到 ,获得积分10
9秒前
Orange应助还单身的含烟采纳,获得10
10秒前
激动的白羊完成签到,获得积分20
10秒前
yy完成签到,获得积分10
10秒前
骑士发布了新的文献求助10
11秒前
LLH发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
Reck完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
大雪纷飞发布了新的文献求助10
12秒前
Xiuxiu发布了新的文献求助10
12秒前
上古发布了新的文献求助10
16秒前
Joao79发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
简单的大哥完成签到,获得积分10
18秒前
科研通AI6.2应助采薇采纳,获得150
19秒前
红豆糯米完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
xxxx发布了新的文献求助10
21秒前
神勇的筝发布了新的文献求助10
22秒前
Akim应助勤奋的抽屉采纳,获得10
23秒前
bkagyin应助yuan采纳,获得10
24秒前
活力的泥猴桃完成签到 ,获得积分10
25秒前
聂非非发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Mammalian Synthetic Biology 500
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7638992
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9212160
关于积分的说明 19761451
捐赠科研通 7205817
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275939
关于科研通互助平台的介绍 2437529
邀请新用户注册赠送积分活动 2273208